JP5347045B2 - オフセット作業機 - Google Patents

Description

本発明は、走行機体に装着され、走行機体から動力を受けて走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業させる作業部を有したオフセット作業機に関する。

トラクタ等の走行機体に装着され、走行機体の進行方向に沿って圃場における各種の連続直進作業を行う作業機は、農業又は土木用機械としては一般的なものであり、作業の種類に応じた各種の作業機がある。このような作業機の中で、作業の特殊性から、走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業させるオフセット作業機が、畦塗り機、溝形成機、草刈り機等として知られている。

特に、畦塗り機は、広い圃場の外縁に亘って畦を成形するものであって、多大な時間と労力を要する畦塗作業の機械化を達成したものとして近年注目されている。畦塗り機の基本構成は、走行機体の後部に装着され、走行機体からの動力が入力される入力軸を備える装着部と、入力軸からの動力を伝達する動力伝達機構を備えると共に、伝達された動力によって畦塗作業を行う作業部と、オフセット位置での作業部の支持を行うオフセットフレームとを備え、作業部は、旧畦の一部を切り崩して土盛りを行う前処理部と盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける整畦部を有して構成されている。

このようなオフセット作業機は、走行機体の進行に沿ってオフセット位置での直進作業を行うものであるが、矩形の圃場において圃場の辺に沿った直進作業を行う場合に、走行機体に対する最適なオフセット位置を設定したり、オフセット作業機の直進維持のため作業中にオフセット量の調節が必要であり、また走行機体の先端部分が圃場の端に到達した時点でその後の直進作業を行うことができなくなるという共通の問題がある。

特に、矩形圃場の外縁に沿って直線的な畦塗作業を行う畦塗り機においては、走行機体の先端が圃場端部に達した時点でそこから先の畦塗作業を行うことができなくなるので、矩形圃場の隅部に必ず未作業部分が残ってしまうという間題が生じる。この問題を解決するために、作業部を通常作業時とは反対側のオフセット位置に移動させると共に、その前後関係を反転（反転リバース）させ、隅部の未作業部分に対して走行機体を後進させながら作業を行う反転リバース機構を備えた畦塗り機が開発されている。

このような畦塗り機は、一般的に、作業部を走行機体の側方に移動させるため機体幅方向に回動可能に設けたオフセットフレームの先端部に作業部を回動可能に取り付けた構成を基本構成としているが、１本の伸縮シリンダでオフセットフレームを機体幅方向一方側から他方側に１８０度回動させることができれば、作業部を前進作業位置から反転作業位置に容易に移動させることが可能になる。しかしながら、１本の伸縮シリンダのみでオフセットフレームを１８０度回動させることは構造的に困難である。このため、従来の畦塗り機には、オフセットフレームの回動に伴って作業部の向きを反転させるリンク式等の反転機構を備えたものがある（特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載の畦塗り機７０は、図１５（ａ）（平面図）及び１５（ｂ）（平面図）に示すように、走行機体９０の後部に連結される固定機枠７１の一端側に回動可能に連結されて他端側が回動可能な第１回動アーム体７２と、第１回動アーム体７２よりも長さが短く、固定機枠７１の一端側に回動可能に連結されて他端側が作業部７７を支持する可動機枠７３に回動可能に連結された第２回動アーム体７４と、一端側が固定機枠７１に回動可能に取り付けられ他端側が第１回動アーム体７２の基端側に回動可能に取り付けられた回動体７５と、ロッド側端部が回動体７５に取り付けられてボトム側端部が固定機枠７１に回動可能に取り付けられた油圧式のシリンダ７６を備える。このシリンダ７６が伸縮すると、シリンダ７６の伸縮動作に応じて回動体７５が回動し、２本の両回動アーム体７２，７４がそれぞれ回動して、作業部７７が走行機体９０の前進で畦塗り作業を行う通常作業位置Ｐｔから走行機体９０の後進で反転された作業部７７が畦塗り作業を行う反転作業位置Ｐｒまで自動的に移動するようになっている。

また特許文献２に記載の畦塗り機８０は、図１６（ａ）（平面図）及び１６（ｂ）（平面図）に示すように、固定機枠８１の一端側が回動可能に連結されて他端側が回動可能な連結アーム体８２と、連結アーム体８２の先端部に回動可能に取り付けられた作業部８３と、固定機枠８１と連結アーム体８２との間に設けられ、作業部８３を前進作業位置Ｐｔと格納位置との間でオフセット移動させるとともに、作業部８３を格納位置と反転作業位置Ｐｒとの間で反転させるリンク式連動機構８４と、固定機枠８１に対する作業部８３のオフセット位置を調節可能な着脱体被取付部８５とを有して構成されている。

リンク式連動機構８４は、連結アーム体８２の下側に一端部が横方向に回動可能に取り付けられて他端側が略円弧板状に延びる第１リンク８４ａと、第１リンク８４ａの他端側に一端側が回動自在に取り付けられて他端側が作業部８３を回動可能に支持する可動機枠８６に回動可能に取り付けられた略直線状に延びる第２リンク８４ｂと、第１リンク８４ａと第２リンク８４ｂとを回動可能に連結する案内軸８４ｃの移動を案内する案内板部８７に設けられた案内孔部８７ａとを有してなり、案内板部８７は、固定機枠８１に取り付けられて後方側へ突設されている。連結アーム体８２は、固定機枠８１に取り付けられた駆動モータ８８からの動力を受けて回動可能になっており、駆動モータ８８が駆動すると、連結アーム体８２及びリンク式連動機構８４の協働によって、作業部８３が前進作業位置Ｐｔと反転作業位置Ｐｒとの間を移動する。

着脱体被取付部８５には左右方向に所定間隔を有し複数の孔部８５ａが配設され、これらの孔部８５ａのうち隣接する２つの選択された孔部８５ａと固定機枠８１に着脱可能に取り付けられる着脱体８９に挿通されたボルト等によって、着脱体８９が着脱体被取付部８５に取り付けられて、作業部８３のオフセット位置調節が可能になっている。

特開２００５−５２１２１号公報 特開２００４−２５４６１７号公報

特許文献１に記載の従来の畦塗り機は、１本のシリンダの伸縮動作によって２本の両回動アーム体がそれぞれ回動して作業部が通常作業位置から反転作業位置まで自動的に移動するが、各作業位置において作業部のオフセット位置を調節するためにシリンダを伸縮させると、作業部の向きが変わってしまい所望の整畦作業ができなくなるという問題がある。

一方、特許文献２に記載の従来の畦塗り機では、作業部のオフセット位置の調節を行う場合には、手動によって着脱体被取付部と着脱体との相対位置を変更する作業が必要であり、一旦整畦作業が中断して作業効率が低下するという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、シリンダで作業部を通常作業位置から反転作業位置に移動させることができるとともに、各作業位置において作業部のオフセット位置調節も該シリンダで無段階に連続調節が可能なオフセット作業機を提供することを目的とする。

このような課題を解決するため、以下の特徴を有する。特徴の一つは、走行機体に装着され、該走行機体から動力を受けて走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置で作業する作業部を有したオフセット作業機（例えば、実施形態における畦塗り機１）であって、作業部は、走行機体に装着される装着部に対して回動可能に支持されたオフセット機構部の先端側に回動可能に支持され、作業部とオフセット機構部の先端側との間に、オフセット機構部の回動に拘わらずに作業部の向きを一定に維持するとともに、作業部の向きを反転可能にするリンク機構部が設けられ、オフセット機構部に、該オフセット機構部の回動に応じてリンク機構部が有するジョイントの移動を案内して作業部の向きを反転させるガイド部材が設けられ、オフセット機構部と装着部との間に設けられオフセット機構部の回動角度を変更する伸縮機構部の伸縮のみで該オフセット機構部の回動角度を変更するに伴い、オフセット機構部、リンク機構部及びガイド部材の協働によって、走行機体の前進時に作業部が作業を行う通常作業位置から走行機体の後進時に反転された作業部が作業を行う反転作業位置まで連続的に移動自在であることを特徴とする。

この特徴によれば、作業部とオフセット機構部の先端側との間にリンク機構部が設けられ、オフセット機構部にガイド部材が設けられることで、作業部が通常作業位置にあるときにオフセット機構部が反転作業位置側に回動するように伸縮機構部が伸縮すると、リンク機構部によって作業部の向きをそのままにした状態で作業部を反転作業位置側に移動し、リンク機構部及びガイド部材によって作業部の向きを反転して、作業部を通常作業位置から反転作業位置まで連続的に移動させることができ、複数の伸縮機構部を有して作業部を通常作業位置から反転作業位置まで連続的に移動させるオフセット作業機と比較して、部品点数を低減してコストを安価にすることができる。

また特徴の一つは、オフセット機構部は、装着部に基端側を水平回動可能に設けたオフセットフレームと、該オフセットフレームに並設されて基端側を装着部に回動可能に設けたリンク部材とを有して平行リンク機構を構成し、リンク機構部は、オフセットフレームとリンク部材との間に設けられ、一端側が作業部の回動軸心と同軸上に回動可能に配設されて平行リンク機構の一部をなす回動支持アームと作業部との間に設けられた四節リンクであり、四節リンクの一部に設けられたジョイントがガイド部材で案内されることを特徴とする。

この特徴によれば、オフセット機構部はオフセットフレームとリンク部材とを有して平行リンク機構を構成し、リンク機構部は四節リンクであり、四節リンクの一部に設けられたジョイントをガイド部材で案内することで、オフセット機構部の先端側に作業部を設けてオフセット機構部を回動させるだけで、作業部をオフセット移動させることができるとともに、通常作業位置から反転作業位置まで移動させることができるので、作業部を移動させるための構造を簡素化することができる。また、四節リンクのジョイントがガイド部材で案内されるので、ジョイントに繋がる四節リンクのリンク部材を直線的に移動させ、このリンク部材に繋がる他のリンク部材を回動させることが可能になる。このため、ジョイントを直線的に移動させる距離を大きくすると、他のリンク部材の回動範囲を拡大することができ、その結果、作業部を反転させることができる。

また特徴の一つは、伸縮機構部は、２つの油圧シリンダ（例えば、実施形態における電動式油圧シリンダ１１）を直列配置してなることを特徴とする。

この特徴によれば、伸縮機構部は２つの油圧シリンダを直列配置してなるので、伸縮機構部が１つの油圧シリンダから構成される場合と比較して、各油圧シリンダの油室の内径とこれらのシリンダに供給される油量が同じとすると、伸縮機構部の伸縮速度を２倍にすることができる。このため、作業部を通常作業位置から反転作業位置に移動させる際の反転作業の作業時間を短縮化することができる。また作業部にセンサを設けて整畦作業の直進性を感知させ、その信号を使ってシリンダの伸縮制御を行って直進させるようにしてもよい。この時、電動式油圧シリンダを使用すれば、センサからの電気信号で伸縮制御を行うことができる。

本発明に係わるオフセット作業機によれば、上記特徴を有することによって、シリンダで作業部を通常作業位置から反転作業位置に移動させることができるとともに、各作業位置において作業部のオフセット位置を無段階に連続調節が可能なオフセット作業機を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機の平面図を示す。 本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機の裏面図を示す。 本発明に係わる畦塗り機の作業部を移動させるときの畦塗り機の動作説明図を示す。 本発明に係わる畦塗り機の作業部を移動させるときの畦塗り機の動作説明図を示す。 本発明に係わる畦塗り機の作業部を移動させるときの畦塗り機の動作説明図を示す。 本発明に係わる畦塗り機のオフセットフレームを示し、同図（ａ）はオフセットフレームの先端拡大平面図であり、同図（ｂ）はオフセットフレームの先端拡大側面図である。 本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機のオフセット機構部に設けられたロック装置を示し、同図（ａ）はロック装置を含むオフセット機構部の平面視における説明図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のVII矢視に相当する部分の一部断面矢視図である。 本発明に係わる畦塗り機の回動支持アームのリンクアーム部の斜視図を示す。 本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機における作業部を通常作業位置から反転作業位置に移動させる場合の畦塗り機の動作を説明するための畦塗り機の平面図を示す。 本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機における作業部を通常作業位置から反転作業位置に移動させる場合の畦塗り機の動作を説明するための畦塗り機の平面図を示す。 本発明の一実施の形態に係わる畦塗り機における作業部を通常作業位置から反転作業位置に移動させる場合の畦塗り機の動作を説明するための畦塗り機の平面図を示す。 本発明の他の実施の形態に係わる畦塗り機のオフセット機構部に設けられたガイド部材の平面視における説明図を示す。 本発明の他の実施の形態に係わる畦塗り機のオフセット機構部に設けられたガイド部材の平面視における説明図を示す。 本発明の他の実施の形態に係わる畦塗り機における作業部を通常作業位置から反転作業位置に移動させる場合の畦塗り機の動作を説明するための畦塗り機の平面視における説明図を示す。 従来の畦塗り機を示し、同図（ａ）は作業部が通常作業位置に移動した状態にある畦塗り機の平面図であり、同図（ｂ）は作業部が反転作業位置に移動した状態にある畦塗り機の平面図である。 従来の他の畦塗り機を示し、同図（ａ）は作業部が通常作業位置に移動した状態にある畦塗り機の平面図であり、同図（ｂ）は作業部が反転作業位置に移動した状態にある畦塗り機の平面図である。

以下、本発明に係わる畦塗り機の好ましい実施の形態を図１から図１４に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、オフセット作業機の一例である畦塗り機について説明する。オフセット作業機は、この他、溝掘機等を含む。説明の都合上、図１（平面図）に示す矢印の方向を前後方向及び左右方向として以下説明する。また図３，図４，図５，図７（ａ），図１１，図１２，図１３の各図面では、部材の上下位置を考慮して図面を描くと部材の形状が判り難くなるため、部材の上下位置に拘わらずに部材を実線や仮想線を用いて記載した。

畦塗り機１は、図１、図２（裏面図）に示すように、走行機体９０の後部に設けられた三点リンク連結機構(図示せず)に連結されて、走行機体９０の前進及び後進に応じて畦塗り作業を行うものである。畦塗り機１は、走行機体９０からの動力が入力される入力軸６を備えた装着部５と、装着部５に対して回動可能に支持されたオフセット機構部２０と、オフセット機構部２０と装着部５との間に設けられた伸縮機構部１０によってオフセット機構部２０が左右方向に揺動可能とされ、オフセット機構部２０の先端側に配設されて入力軸６から伝達される動力によってオフセット作業を行なう作業部６０とを有してなる。

装着部５は、左右方向に延びるヒッチフレーム７を備え、ヒッチフレーム７は走行機体９０の後部に設けられた三点リンク連結機構に連結可能に構成されている。ヒッチフレーム７の左右方向の中央下部にはギアボックス８が設けられ、このギアボックス８には前述した入力軸６が設けられている。入力軸６は、走行機体９０に設けられたＰＴＯ軸から伝動軸（図示せず）を介して動力が伝達されるようになっている。

オフセット機構部２０は、その基端側をヒッチフレーム７に回動自在に連結されて後方側へ延びるオフセットフレーム２１と、オフセットフレーム２１の右側に沿って並設されて基端側がヒッチフレーム７の右側端部分に回動自在に連結されたリンク部材２５と、オフセットフレーム２１の先端側とリンク部材２５の先端部分間に回動自在に連結された回動支持アーム２３とを有してなる。

オフセットフレーム２１は、図３（ａ）（説明図）に示すように、内部が中空状のフレーム本体部２１ａと、フレーム本体部２１ａの先端部に設けられた連結支持部２１ｂとを有してなり、オフセットフレーム２１の連結支持部２１ｂの先端側及びヒッチフレーム７の左側端間に枢結された伸縮機構部１０の伸縮により、オフセットフレーム２１は左右方向に揺動可能である。オフセットフレーム２１のフレーム本体部２１ａには図示しない動力伝達機構が設けられ、この動力伝達機構によって、走行機体９０から入力軸６に伝達された動力がオフセットフレーム２１のフレーム本体部２１ａの先端側に回転自在に配設された従動軸２２に伝達可能に構成されている。

リンク部材２５の先端部は、フレーム本体部２１ａの先端部分に回動自在に設けられた回動支持アーム２３の右側端に回動自在に取り付けられている。回動支持アーム２３は、左右方向に延びる平行リンクフレーム部２３ａと、平行リンクフレーム部２３ａの左側端部分から装着部５側へ延びるリンクアーム部２３ｂとを有してなり、リンクアーム部２３ｂの基端側がオフセットフレーム２１に回動自在に取り付けられている。このように構成されたオフセット機構部２０は、オフセットフレーム２１、リンク部材２５、ヒッチフレーム７及び回動支持アーム２３によって平行リンク機構を形成している。

なお、伸縮機構部１０は、図１及び図２に示すように、２つの電動式油圧シリンダ１１の各ボトム側端部同士を近接した状態で直列状に配置して、各ボトム側端部同士を円筒状の連結部材１２やボルト等を介して連結して一体化されたものであり、前側の電動式油圧シリンダ１１のロッド側端部はヒッチフレーム７に枢結され、後側の電動式油圧シリンダ１１のロッド側端部はオフセットフレーム２１の連結支持部２１ｂの先端部分に枢結されている。また、伸縮機構部１０は、電動式油圧シリンダ１１のストロークよりも大きなストロークを有した図３（ａ）に示す１つの油圧シリンダ１３によって構成されてもよい。また伸縮機構部１０は、オフセット機構部２０に沿って配設されていればよく、オフセット機構部２０よりも上方位置、下方位置若しくは上下同じ高さ位置のいずれの位置に配設されてもよい。

フレーム本体部２１ａの先端部に設けられた従動軸２２の下部には、図６（ａ）（模式平面図）及び図６（ｂ）（模式側面図）に示すように、これと同軸上に配置されて下方へ延びる動力伝達軸１５が連結されて、この動力伝達軸１５は従動軸２２の回転に伴って回転する。またフレーム本体部２１ａの先端下部には、動力伝達軸１５と同軸上に配置された円筒状の連結部１７がフレーム本体部２１ａに対して回動自在に取り付けられている。この連結部１７は動力伝達軸１５と非結合状態にあり、動力伝達軸１５を回動支点Ｏとして回動自在である。この連結部１７に作業部６０の一部である伝動支持ケース６１の基端部が接続されている。つまり、作業部６０はオフセット機構部２０に設けられた動力伝達軸１５の中心を回動支点Ｏとして回動可能である。なお、従動軸２２と動力伝達軸１５が連結された構造のものを説明したが、従動軸２２が動力伝達軸を兼ねる構造としてもかまわない。また図６（ａ）及び図６（ｂ）はフレーム本体部２１ａの先端側を模式的に表したものであり、図６（ａ）及び図６（ｂ）において、フレーム本体部２１ａは異なる位置に記載されている。

伝動支持ケース６１には、図３（ａ）に示すように、その先端側から基端側に向かって、圃場の周辺に沿って形成された旧畦の上部を切り崩す天場処理部６２と、切り崩した土の土盛りを行なう前処理部６４と、盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける整畦部６６が配設されている。伝動支持ケース６１内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構は、動力伝達軸１５からの動力を受けて天場処理部６２、前処理部６４、整畦部６６に動力伝達可能に構成されている。

天場処理部６２は、回転自在な天場処理ロータ６２ａを備える。天場処理ロータ６２ａは天場動力伝達ケース６３を介して伝動支持ケース６１に連結されて支持される。天場動力伝達ケース６３内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構を介して伝動支持ケース６１の動力伝達機構に伝達された動力が天場処理ロータ６２ａに伝達されるようになっている。

前処理部６４は、回転自在な耕耘ロータ６４ａを有する。耕耘ロータ６４ａは伝動支持ケース６１内の動力伝達機構を介して動力が伝達されるようになっている。

整畦部６６は、伝動支持ケース６１に回転自在に支持された多面体ドラム６６ａと、多面体ドラム６６ａの右側端部に取り付けられて横方向に延びる円筒部６６ｂとを有してなる。整畦部６６は伝動支持ケース６１内の動力伝達機構を介して動力が伝達されるようになっている。

このように構成された天場処理部６２、前処理部６４、整畦部６６を支持する伝動支持ケース６１に連結された伝動支持フレーム６５と回動支持アーム２３との間には、リンク機構部３０が設けられている。このリンク機構部３０は、オフセットフレーム２１の下面に取り付けられたガイド部材４０と協働して、オフセット機構部２０の左右揺動に拘わらずに作業部６０の向きを一定に維持するとともに、作業部６０の向きを反転させる機能を有している。

ガイド部材４０は、例えば、オフセットフレーム２１の右側面に沿って延びる第１案内板４０ａと、オフセットフレーム２１の左側面に沿って延びる第２案内板４０ｂと、第２案内板４０ｂの基端側からオフセットフレーム２１の右側面側へ延びる第３案内板４０ｃと、第１案内板４０ａ及び第２案内板４０ｂの先端側端部間に繋がる第４案内板４０ｄとを有して形成される。第１案内板４０ａと第２案内板４０ｂとの間には、所定間隔を有してオフセットフレーム２１の長手方向に沿って延びる反転溝４１が形成され、第１案内板４０ａと第３案内板４０ｃの内側端面との間には、反転溝４１に連通してオフセットフレーム２１の幅方向右側に延びてオフセットフレーム右側面の近傍で開口する通常オフセット溝４３が形成され、第１案内板４０ａ及び第２案内板４０ｂの各先端側部分と第４案内板４０ｄの内側端面との間には、反転溝４１に連通してオフセットフレーム２１の幅方向左側に延びる反転オフセット溝４５が形成されている。これらの溝４１，４３，４５は、リンク機構部３０の後述するジョイント３１が移動可能な幅を有している。なお、ガイド部材４０は、連通するこれらの溝４１，４３，４５を有する部材であれば何でもよく、例えば、溝４１，４３，４５を単一部材に形成したものや前記のように複数の部材で形成したものでもよい。また、ガイド部材４０は、リンク機構部３０の取り付け位置に応じてオフセットフレーム２１の下面の他に、オフセットフレーム２１の上面に設けてもよい。

通常オフセット溝４３は、作業部６０のオフセット機構部２０に対する回動支点Ｏから反転溝４１によってジョイント３１の移動を案内して作業部６０の向きを反転させる動作を開始する案内開始位置Ｐａまでの距離を半径ｒ１とする円弧の一部を含む曲線あるいは直線として形成される。なお、通常オフセット溝４３の長さを反転溝４１に対して短くする場合には、通常オフセット溝４３は、案内開始位置Ｐａに移動したジョイント３１の中心を通ってこの中心と回動支点Ｏとを繋ぐ仮想線に対して直交する方向に直線状に延びるようにしてもよい。

反転オフセット溝４５は、作業部６０のオフセット機構部２０に対する回動支点Ｏから反転溝４１によってジョイント３１の移動を案内し終える案内終了位置Ｐｅ（即ち、反転溝４１の終端に移動したジョイント３１の中心位置）までの距離を半径ｒ２とする円弧の一部を含む曲線あるいは直線として形成される。なお、反転オフセット溝４５の長さを反転溝４１に対して短くする場合には、反転オフセット溝４５は、案内終了位置Ｐｅに移動したジョイント３１の中心を通ってこの中心と回動支点Ｏとを繋ぐ仮想線に対して直交する方向に直線状に延びるようにしてもよい。なお、通常オフセット溝４３の位置や反転溝４１の長さ等については、後述する。

ガイド部材４０の第２案内板４０ｂの左側にはガイド部材４０の幅方向外側へ延びるフックガイド４７が一体的に設けられている。このフックガイド４７は、後述するロック装置５０のフック５１をロック及びロック解除する際に用いられ、第２案内板４０ｂから延びるガイド板４８と、ガイド板４８の後側に形成された案内面４９とを有してなる。ロック装置５０の詳細については後述する。

リンク機構部３０は、４つの節からなる４節リンク機構であり、作業部６０の回動支点Ｏから伝動支持フレーム６５の先端側で後述する所定距離を有した位置までの部分を第１節３０ａとし、第１節３０ａの先端部を回動支点として左右方向に回動自在に枢結された第１リンク部材３２を第２節３０ｂとし、第１リンク部材３２の先端部に一端側が枢結されて左右方向に回動自在であって他端側が回動支持アーム２３のリンクアーム部２３ｂの先端部に枢結された第２リンク部材３３を第３節３０ｃとし、回動支持アーム２３のリンクアーム部２３ｂを第４節３０ｄとして構成されている。なお、第１節３０ａの長さは、作業部６０の回動支点Ｏから第１節３０ａと第２節３０ｂとの回動支点Ｑまでの距離と、回動支点Ｑから第２節３０ｂと第３節３０ｃとの回動支点Ｓまでの距離を合算した値が、回動支点Ｏと回動支点Ｓとの間の距離よりも大きくなることを条件として設定されている。

リンク機構部３０の第１節３０ａは従動節として機能し、第２節３０ｂ及び第３節３０ｃは媒介節として機能し、第４節３０ｄは原動節として機能する。第２節３０ｂは平面視において右側に突出するように屈曲して前後方向に延び、第２節３０ｂと第３節３０ｃとの回動支点Ｓとなるジョイント３１は、ロック装置５０によって伝動支持フレーム６５が回動支持アーム２３にロックされた状態でオフセット機構部２０が揺動するに伴って移動するジョイント３１の回動半径と通常オフセット溝４３の曲率半径ｒ１とが同一になるように配設されている。このため、図３（ｂ）（説明図）に示すように、伝動支持フレーム６５が回動支持アーム２３にロックされた状態でオフセット機構部２０が左側に揺動すると、ジョイント３１は通常オフセット溝４３内に入り込んでこの溝に沿って移動することができる。

また第１節３０ａと第２節３０ｂとの回動支点Ｑとなるジョイント３４は、図４（ｃ）（説明図）に示すように、前述したジョイント３１が通常オフセット溝４３の左側端部、即ち、案内開始位置Ｐａに移動したときに、ジョイント３１の中心と作業部６０の回動支点Ｏとを結ぶ仮想線に対して右側に位置するように配設されている。このため、図４（ｃ）において、ジョイント３１が前述した反転溝４１に沿って装着部５に対して後方側に移動して第２リンク部材３３が後方側に移動するに伴ってジョイント３４に装着部５に対して後方側を向く力を作用させることができ、第１節３０ａを時計方向に回動させるモーメントが生じる。従って、図４（ｄ）（説明図）のように作業部６０を回動させることができる。

さらに、第２節３０ｂの両端部に設けられたジョイント３１，３４の中心間距離は、第１リンク部材３２に設けられたジョイント３４が装着部５に対して後方側に移動して作業部６０を反転作業位置Ｐｒに回動させるのに必要な長さを有している。従って、ジョイント３１が反転溝４１に沿って装着部５に対して後方側へ更に移動するに伴い、第２節３０ｂが後方側へ移動し、第１節３０ａと第２節３０ｂとを繋ぐジョイント３４を介して第１節３０ａが時計方向に回動するとともに、第２節３０ｂが第１節３０ａに追従してジョイント３４の回りに時計方向に回動して、作業部６０を図５（説明図）に示す反転作業位置Ｐｒに移動させることができる。なお、作業部６０がオフセット機構部２０に対して回動するときは、後述するロック装置５０によってオフセット機構部２０に対する作業部６０の回動規制は解除される。

ロック装置５０は、図７（ａ）（説明図）、図７（ｂ）（一部断面VII矢視図）に示すように、作業部６０の伝動支持フレーム６５の側方に配設されて上下方向に延びるロックピン５２と、回動支持アーム２３のリンクアーム部２３ｂの先端部に回動自在に取り付けられてロックピン５２に係止可能な横方向に延びる板状のフック５１と、フック５１に設けられてフック上方に回転自在に支持されたローラ５３と、オフセットフレーム２１に設けられたガイド部材４０から突設しローラ５３と接触してフック５１の移動を案内するフックガイド４７とを有してなる。

ロックピン５２は、伝動支持フレーム６５の側方から突設された支持板６５ａに取り付けられており、オフセット機構部２０の揺動とともに移動する。フック５１は、基端側がリンクアーム部２３ｂの先端部に回動自在に取り付けられて先端側にロックピン５２に係止可能な係止突起部５１ａを有し、フック５１の基端部には引っ張りばね５４が接続されて常にロックピン５２との係合状態を維持する側に付勢されている。引っ張りばね５４はフック５１の基端部とリンクアーム部２３ｂとの間に設けられ、図７（ａ）においてフック５１を常に反時計回りに回転させようとする力をフック５１に与えている。ローラ５３は、図７（ｂ）に示すフック５１の上面に突設された軸部５１ｂの上端部に回動自在に取り付けられたベアリング等の回転体である。この軸部５１ｂは、図８（斜視図）に示すリンクアーム部２３ｂの先端部に配設した板２４に設けられたフック回動規制孔２６に挿通されている。このフック回動規制孔２６から延出した軸部５１ｂの先端部にローラ５３が設けられている。フック回動規制孔２６は、フック５１の回動方向に沿って延びて円弧状に形成された長孔であり、軸部５１ｂがフック回動規制孔２６の端部に接触することで、フック５１の回動が規制される。図７（ａ）の状態では、フック５１の係止突起部５１ａにロックピン５２が入り込み、フック５１が引っ張りばね５４によってロックピン５２に係合した状態に維持されている。

ガイド部材４０の第２案内板４０ｂから延びるフックガイド４７は、第２案内板４０ｂよりも下方に配置されてローラ５３との接触を容易にしている。なお、フックガイド４７は、オフセットフレーム２１から延びるように設けられてもよい。図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、フックガイド４７の案内面４９は、フック５１がロックピン５２に係止される位置に案内する凹状案内面部４９ａと、凹状案内面部４９ａの開口端部からフック基端側に直線状に延びてフック５１をロックピン５２から非ロック状態にする位置に案内する直線案内面部４９ｂを有してなる。凹状案内面部４９ａは、オフセットフレーム２１の基端部側に凹んだ弯曲状をなしている。

直線案内面部４９ｂは、オフセットフレーム２１の幅方向に延び、図３（ｂ）を更に追加して説明すると、図３（ｂ）の状態で油圧シリンダ１３の縮小によりオフセットフレーム２１が時計回りに揺動し、作業部６０の回動支点Ｏが図３（ｂ）の状態から左へ移動すると、フックガイド４７に対してローラ５３が左側にずれてローラ５３が凹状案内面部４９ａから出て直線案内面部４９ｂに移動して接触し、フックガイド４７がローラ５３を作業部６０の回動支点Ｏ側に押してフック５１の支軸５１ｃを支点としてフック５１を引っ張りばね５４の付勢に抗して時計回りに回動させ、ロックピン５２がフック５１に係合した状態を解除して、図４（ｃ）の状態に移行する。このため、作業部６０はオフセット機構部２０に対して回動可能な状態になる。

一方、作業部６０の回動をオフセット機構部２０に対してロックする場合には、図４（ｃ）の状態から油圧シリンダ１３の伸長によりオフセットフレーム２１が反時計回りに揺動するに伴い、ローラ５３が直線案内面部４９ｂから凹状案内面部４９ａに移動し、引っ張りばね５４の付勢によりローラ５３がフック５１を装着部５側へ押しながらフック５１が反時計方向に回動し、この状態で係止突起部５１ａにロックピン５２が入り込んで係合状態となる。

さて、図４（ｃ）の状態から油圧シリンダ１３が縮小してオフセット機構部２０が更に左側に揺動すると、図４（ｄ）（説明図）に示すように、リンク機構部３０の第３節３０ｃと第２節３０ｂの回動支点であるジョイント３１が反転溝４１に沿って作業部６０の回動支点Ｏ側に移動し、ジョイント３１に繋がる第２節３０ｂが後方側へ移動しながら、第２節３０ｂに繋がる第１節３０ａが作業部６０の回動支点Ｏを中心として時計方向に回動し、第１節３０ａを含む伝動支持フレーム６５を回動支点Ｏを中心として時計回りに回動させる。つまり伝動支持フレーム６５、伝動支持ケース６１に連なる作業部６０が回動支点Ｏを中心に時計回りに回動することになる。

図４（ｄ）に示す状態からオフセット機構部２０が更に左側に揺動すると、図５（説明図）に示すように、リンク機構部３０の第３節３０ｃと第２節３０ｂの回動支点であるジョイント３１が更に反転溝４１に沿って作業部６０の回動支点Ｏ側に移動して案内終了位置Ｐｅに到達する。またジョイント３１の移動に伴い、ジョイント３１に繋がる第２節３０ｂも作業部６０の回動支点Ｏの後方側へ移動し、第２節３０ｂに繋がる第１節３０ａが回動支点Ｏを中心として時計方向に回動して、作業部６０が反転作業位置Ｐｒに移動する。

作業部６０が反転作業位置Ｐｒに移動した状態でオフセット機構部２０が更に左側に揺動すると、ジョイント３１は反転オフセット溝４５内を移動する。このとき、ジョイント３１の中心は作業部６０の回動支点Ｏから一定の距離ｒ２を半径とした円弧（反転オフセット溝４５）に沿って移動するので、ジョイント３１に繋がる第２節３０ｂが回動支点Ｏに対して接近したり離反したりすることはなく、第１節３０ａが回動支点Ｏを中心として回動することはない。従って、作業部６０はその向きを維持したまま反転作業位置Ｐｒにおいてさらに左側にオフセット移動させることができる。

さて、図３（ｂ）に示すように、ロック装置５０によって作業部６０の回動がオフセット機構部２０にロックされた状態では、作業部６０は回動支持アーム２３に対する相対的な回動が拘束された状態にある。このため、オフセット機構部２０が装着部５に対して右側へ揺動すると、平行リンクを構成するオフセット機構部２０によって、作業部６０はその向きが一定に維持されたままで、図３（ａ）に示す通常作業位置Ｐｔの最外側位置までオフセット移動することになる。

なお、第２節３０ｂと第３節３０ｃとを繋ぐジョイント３１は、ロック装置５０によって作業部６０の回動がオフセット機構部２０にロックされた状態では、前述したように通常オフセット溝４３に沿って移動可能な位置に配設されている。このため、ジョイント３１が通常オフセット溝４３の入り口に位置している図３（ｂ）の状態にあるときにオフセット機構部２０が時計方向に揺動すると、ジョイント３１は通常オフセット溝４３に沿って移動して案内開始位置Ｐａに移動する。従って、オフセット機構部２０が反転作業位置側へ揺動する過程においてジョイント３１の移動を案内する通常オフセット溝４３により、ジョイント３１を確実に案内開始位置Ｐａに移動させることができ、作業部６０をオフセット移動から反転移動させる一連の動作を連続的に行わせることができる。

また、オフセットフレーム２１に反転溝４１を設け、この反転溝４１に案内されるジョイント３１を、オフセットフレーム２１の揺動に応じて回動する回動支持アーム２３とオフセットフレーム２１の先端下方に回動自在に設けられた連結部１７に接続された伝動支持フレーム６５との間に設けられた４節リンクをなすリンク機構部３０に設けることで、オフセット機構部２０の揺動のみによって作業部６０を反転させることができ、作業部６０を反転させるためのシリンダ等のアクチュエータを、オフセット機構部２０を揺動させるための手段とは別に設ける必要がない。

次に、このように構成された畦塗り機１の作業部６０を通常作業位置Ｐｔから反転作業位置Ｐｒに移動させる場合の畦塗り機１の動作について説明する。図９（ａ）（平面図）に示すように、畦塗り機１の作業部６０が通常作業位置Ｐｔにある状態（図９（ａ））から作業部６０を反転作業位置Ｐｒ（図１１（ｆ））に移動させるには、先ず、伸縮機構部１０の２つの電動式油圧シリンダ１１を縮小させる。これらの電動式油圧シリンダ１１が縮小すると、作業部６０は、図９（ａ）に示す状態から図９（ｂ）（平面図）に示す状態へ、オフセット機構部２０によって左側にオフセット移動する。以下電動式油圧シリンダ１１の収縮を続けると、図１０（ｃ）（平面図）に示すように、リンク機構部３０のジョイント３１がガイド部材４０の通常オフセット溝４３に入り込み反転溝４１の案内開始位置Ｐａまで移動すると、作業部６０のオフセット移動が停止するとともに、ロック装置５０によるオフセットフレーム２１に対する作業部６０のロックが解除される。このように、作業部６０が通常作業位置Ｐｔにある状態で電動式油圧シリンダ１１を縮小すると、ジョイント３１が案内開始位置Ｐａに移動するまで作業部６０はオフセット移動するので、電動式油圧シリンダ１１の伸長量を調節し、電動式油圧シリンダ１１を静止させることで、通常作業位置Ｐｔから案内開始位置Ｐａまでの間において作業部６０のオフセット位置調節を伸縮機構部１０によって無段階に連続調節することができる。

図１０（ｃ）に示す状態からオフセット機構部２０が更に左側に揺動するように２つの電動式油圧シリンダ１１を縮小させると、図１０（ｄ）（平面図）、図１１（ｅ）（平面図）に示すように、リンク機構部３０のジョイント３１がガイド部材４０の反転溝４１に沿って作業部６０の回転支点Ｏ側に移動するに伴い、リンク機構部３０によって作業部６０がその回動支点Ｏを中心として時計方向に回動する。そして、図１１（ｆ）（平面図）に示すように、ジョイント３１が反転溝４１の案内終了位置Ｐｅに移動すると、作業部６０は反転した状態となって反転作業位置Ｐｒに移動する。

図１１（ｆ）に示す状態から更にオフセット機構部２０が左側に揺動するように２つの電動式油圧シリンダ１１を縮小させると、作業部６０はその向きを維持したまま、更に左側に移動、即ち、オフセット移動する。

このように、本願発明の畦塗り機１は、作業部６０が通常作業位置Ｐｔにある状態で伸縮機構部１０の電動式油圧シリンダ１１を縮小するだけで、作業部６０を通常作業位置Ｐｔから反転作業位置Ｐｒに移動させることができるとともに、各作業位置において作業部６０のオフセット位置を伸縮機構部１０によって無段階に連続調節することができる。

なお、前述した実施の形態では、通常オフセット溝４３及び反転オフセット溝４５の長さ（区間）が反転溝４１と比較して短い場合を示したが、図１２（ａ）（説明図）に示すように、これらのオフセット溝４３，４５の長さをより長くしてもよい。このように通常オフセット溝４３及び反転オフセット溝４５の長さを長くすると、通常オフセット溝４３を移動するジョイント３１を案内する距離が長くなり、リンク機構部３０の動きが安定化して、オフセット機構部２０の回動をスムースに行わせることができる。また図１２（ｂ）（説明図）に示すように、反転オフセット溝４５を長くすると、作業部６０の反転作業位置Ｐｒにおけるオフセット位置を無段階に連続調節可能な範囲Ｈを拡大することができる。

また、前述した実施の形態では、作業部６０をオフセットフレーム２１にロック可能なロック装置５０を設けた畦塗り機１を示したが、図１３（説明図）に示すように、通常オフセット溝４３の先端部を、作業部６０が通常作業位置Ｐｔに移動したときのジョイント３１の位置まで延ばして、前述したロック装置５０をなくしてもよい。この場合には、ガイド部材４０を１枚の板状部材で構成し、この板状部材に通常オフセット溝４３、反転溝４１及び反転オフセット溝４５を連通した状態で設けるとともに、通常オフセット溝４３及び反転オフセット溝４５の各先端部を閉じた状態にする。

このようにすると、図１４（ａ）（説明図）〜図１４（ｅ）（説明図）に示すように、作業部６０を通常作業位置Ｐｔ（図１４（ａ）参照）から反転作業位置Ｐｒ（図１４（ｄ）、（ｅ）参照）に移動させるに伴い、リンク機構部３０のジョイント３１の移動をガイド部材４０に設けられた通常オフセット溝４３、反転溝４１、反転オフセット溝４５によって案内して、作業部６０を通常作業位置Ｐｔから反転作業位置Ｐｒに移動させることができる。このため、前述したロック装置５０は不要になり、畦塗り機１の部品点数を低減してコストを安価にすることができる。また、リンク機構部３０の動きがより安定化して、オフセット機構部２０の回動をさらにスムースに行わせることができる。

なお、前述した実施の形態では、オフセット作業機として畦塗り機１を例にして説明したが、溝掘機の場合でも畦塗り機１の場合と同様に構成することで、畦塗り機１の場合と同様の効果、即ち、シリンダにより作業部を通常作業位置から反転作業位置に移動させる場合において、各作業位置において作業部のオフセット位置をシリンダで無段階に連続調節が可能であるという効果を得ることができる。

１ 畦塗り機（オフセット作業機）
５ 装着部
１０ 伸縮機構部
１１ 電動式油圧シリンダ（油圧シリンダ）
２０ オフセット機構部
２１ オフセットフレーム
２３ 回動支持アーム
２５ リンク部材
３０ リンク機構部
３１ ジョイント
４０ ガイド部材
４１ 反転溝
４３ 通常オフセット溝
４５ 反転オフセット溝
５０ ロック装置
６０ 作業部
９０ 走行機体
Ｐａ 案内開始位置
Ｐｅ 案内終了位置
Ｐｔ 通常作業位置
Ｐｒ 反転作業位置

Claims (3)

1. 走行機体に装着され、該走行機体から動力を受けて前記走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置で作業する作業部を有したオフセット作業機であって、
   前記作業部は、前記走行機体に装着される装着部に対して回動可能に支持されたオフセット機構部の先端側に回動可能に支持され、
   前記作業部と前記オフセット機構部の先端側との間に、前記オフセット機構部の回動に拘わらずに前記作業部の向きを一定に維持するとともに、前記作業部の向きを反転可能にするリンク機構部が設けられ、
   前記オフセット機構部に、該オフセット機構部の回動に応じて前記リンク機構部が有するジョイントの移動を案内して前記作業部の向きを反転させるガイド部材が設けられ、
   前記オフセット機構部と前記装着部との間に設けられ前記オフセット機構部の回動角度を変更する伸縮機構部の伸縮のみで該オフセット機構部の回動角度を変更するに伴い、前記オフセット機構部、前記リンク機構部及び前記ガイド部材の協働によって、前記走行機体の前進時に前記作業部が作業を行う通常作業位置から前記走行機体の後進時に反転された作業部が作業を行う反転作業位置まで連続的に移動自在である
   ことを特徴とするオフセット作業機。
2. 前記オフセット機構部は、前記装着部に基端側を水平回動可能に設けたオフセットフレームと、該オフセットフレームに並設されて基端側を前記装着部に回動可能に設けたリンク部材とを有して平行リンク機構を構成し、
   前記リンク機構部は、前記オフセットフレームと前記リンク部材との間に設けられ、一端側が前記作業部の回動軸心と同軸上に回動可能に配設されて前記平行リンク機構の一部をなす回動支持アームと前記作業部との間に設けられた四節リンクであり、前記四節リンクの一部に設けられたジョイントが前記ガイド部材で案内されることを特徴とする請求項１に記載のオフセット作業機。
3. 前記伸縮機構部は、２つの油圧シリンダを直列配置してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のオフセット作業機。

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